Долговечность и набухание

Процесс набухания может вызывать необратимые изменения механических свойств эластомеров за счет ослабления межмолекулярных связей. При малой степени набухания преобладает положительное влияние гибкости цепей, способствующее ориентации, и прочность повышается. Если же эффект повышения гибкости цепей незначителен, то превалирует понижение прочности. Долговечность ненапряженных резин уменьшается тем значительнее, чем больше они набухают. При набухании резин в водных средах в напряженном состоянии (НК, ХП) оказалось, что, наоборот, долговечность их при набухании возрастает. Это явление объясняется облегчением накопления остаточной деформации при увеличении степени набухания, что приводит к уменьшению действующего напряжения [c.117]

Для учета влияния напряжений на химическую стойкость резин можно воспользоваться комплексной трехбалльной системой оценки стойкости резин в агрессивных средах при многократных деформациях. Для этого используют три показателя набухание g, (%), динамическую ползучесть g, (%), долговечность Тр, (ч). Каждый из показателей оценивают по трем баллам, после чего все три балла суммируют. [c.409]

При слабом набухании распределение напряжений становится более равномерным, что приводит к затруднению растрескивания и возрастанию долговечности резин (аналогично эффекту увеличения прочности при малых степенях набухания) Ч Именно поэтому газообразные агрессивные агенты обычно действуют значительно сильнее, чем эти же агенты в виде жидкости или в виде раствора (табл. 13). Наряду с этим присутствие растворителя затрудняет адсорбцию агрессивного вещества, что также замедляет процесс разрушения. [c.277]

Рис. 191. Влияние набухания на зависимость долговечности от деформации для вулканизата СКС-30-1 при действии H I при 2.5 С

Для учета влияния напряжений на химическую стойкость резин можно воспользоваться ком плексной трехбалльной системой оценки стойкости резин в агрессивных средах при многократных деформациях [47]. Для оценки стойкости по этой системе используются три показателя набухание g, %), динамическая ползучесть (eg, %) и долговечность (тр, ч). Первый определяется по ГОСТ, второй и третий в условиях многократной деформации— по относительной деформации и времени до разрущения образца. Каждый из показателей оценивают по трем баллам (табл. II.2), после чего йсе три балла суммируют. [c.27]

Влияние набухания на долговечность жесткоцепных ориентированных и неориентированных полимеров исследовано С. Н. Журковым с сотр. [49, с. 68 456, с. 183]. Было показано, что набухание таких полимеров сопровождается уменьшением долговечности и делает более резкой временную зависимость прочности. При этом может наблюдаться резкий наклон прямой 1 Тр = / (Ор), так что 1п Тр при уменьшении значения Ор сильно возрастает. Небольшое увеличение Ор сопровождается резким падением значения lg Тр. Создается впечатление, что имеется какое-то критическое значение Ор, ниже которого образец не разрушается. На самом деле существует просто очень резкая зависимость долговечности от разрушающего напряжения. [c.164]

Пластмассы характеризуются сравнительно высокой химической стойкостью и широко используются как конструкционные материалы в различных агрессивных средах. Однако нх механические свойства предел прочности, долговечность, пластичность, ползучесть — могут в значительной степени изменяться под влиянием среды. Кроме того, все полимерные материалы подвержены старению, вызванному деструкцией полимера, испарением пластификатора или другими процессами, приводящими к разрушению химических и физических связей в полимере. Воздействие химических веществ, тепла, влажности и механических напряжений усиливает процесс старения. Большинство пластмасс в большей или меньшей степени набухают в различных жидкостях. Набухание сопровождается изменением объема, механических, электрических, оптических свойств. [c.92]

Наиболее ответственным элементом, влияющим на долговечность и надежность затвора, является резиновое седло. Выпускаемые в настоящее время резинотехнические изделия не могут быть использованы в качестве герметизирующего элемента для работы в среде светлых нефтепродуктов, так кай вследствие набухания резины (до 25%) затвор заклинивает, он быстро изнашивается и выходит из строя. Как известно, уретановые эластомеры обладают наряду с высоким сопротивлением истиранию также и маслобензостойкостью, поэтому целесообразно использовать их в качестве материала для изготовления элемента дискового затвора. [c.154]

Поликарбонат сохраняет свои эксплуатационные характеристики в диапазоне температур от —70 до - -120°С. Однако он характеризуется относительно высокой проницаемостью по отношению к влаге и водяному пару. Заметный гидролиз дифлона в воде наблюдается при температуре выше 70 °С. При температурах ниже 50 °С гидролиз практически отсутствует, однако и при этих условиях в результате анизотропного набухания, характерного для литьевых изделий из ПК, долговечность дифлона значительно ниже, чем на воздухе. В сильнощелочной среде дифлон вообще нельзя использовать. [c.24]

Температура воды, используемой для приготовления клея, должна быть комнатной. Соотношение клей вода = 1 1,9—2,1 время созревания клея —, к)т 15—20 мин до 1,5 ч. Прочность соединений древесины на этих клеях сопоставима с прочностью при скалывании древесины твердых лиственных пород (10,0—13,0 МПа). Водостойкость соединений в холодной воде довольно высока через 24 ч прочность при скалывании снижается до 7 МПа. В противоположность фенольным, карбамидным и другим полимерным клеям пленка отвердевшего казеинового клея, набухая в йоде, пластифицируется, что способствует релаксации влажностных напряжений в клеевом соединении, вызванных набуханием древесины. Это обусловливает высокую долговечность клеевых соединений на казеиновом клее при эксплуатации в не слишком жестких условиях, т. е. при ограниченном и не очень длительном увлажнении. Строительные конструкции на казеиновом клее могут эксплуатироваться в течение 40—50 лет. [c.30]

Величина 7о оказалась равной энергии химической связи в главной цепи макромолекулы, т. е. величиной, достигающей приблизительно нескольких десятков ккал моль. Значения константы у, характеризующей влияние напряжения на долговечность (чем больше напряжение, тем меньше долговечность), как выяснилось, очень чувствительны к любым изменениям физической структуры полимерного тела (ориентации, кристаллизации, набуханию и т. п.). Поэтому константу у называют структурно-чувствительной константой. [c.275]

Набухание и проницаемость покрытий. Кроме способности покрытий противостоять действию агрессивных сред характеристикой долговечности служит степень набухания полимера в агрессивной среде, а также проницаемость среды через слой покрытия. На величине набухания линейных полимеров сказывается различие скоростей диффузии малых и больших молекул [c.181]

Благоприятное влияние набухания на долговечность эластомеров в жидкой среде наблюдается и тогда, когда эта среда является химически активной. Именно поэтому газообразные агрессивные агенты обычно действуют значительно сильнее, чем эти же агенты Б виде жидкости или в виде раствора Данные о долговечности [c.93]

Разрушение предварительно набухших резин в физически агрессивных средах в области больших а характеризуется той же количественной зависимостью (IV. 5), что и в воздухе Снижение долговечности коррелируется с величиной набухания, так же как и при растрескивании жестких полимеров. Например, по величине набухания резины из СКН-26 и снижению ее долговечности агрессивные жидкости располагаются в следующий ряд додекан < изооктап [c.105]

Влияние набухания на долговечность некоторых волокон (из вискозы, капрона) и пластиков (полиметилметакрилат) исследовано в работе Журкова с сотр. Набухание снижает долговечность этих материалов и делает более резкой временную зависимость прочности. Энергия активации процесса разрушения, заключающегося в основном в разрыве химических связей, при введении пластификатора не изменяется, т. е. пластификатор влияет на вероятностный фактор процесса разрушения. [c.155]

Положительное влияние на долговечность полимеров может оказать и пластифицирующее действие среды. Например, усталостная прочность полиамида в результате прогревания снижается из-за образования трещин. При обработке его водой или спиртом происходит восстановление усталостной прочности в результате залечивания неоднородностей и более равномерного распределения напряжений. Дальнейшее увеличение набухания, по-видимому, приведет к снижению долговечности полиамида. [c.174]

Предложенный метод является значительно более чувствительным, чем определение набухания резин и сопротивления разрыву. Так, если прочность и набухание у ряда резин после обработки в агрессивной среде изменяются в 1,5—2 раза, то долговечность этих же резин различается в 200—700 раз при наибольшем различии прочности и набухания в 7 и 10 раз разница в скорости ползучести этих резин достигает более 100 ООО раз [c.224]

Данный метод отражает поведение резин при одновременном действии агрессивной среды и растягивающего напряжения и является значительно более чувствительным, чем метод определения степени набухания и сопротивления разрыву. Так, если прочность и набухание для ряда резин после обработки агрессивной средой различаются в 1,5—2 раза, то долговечность этих же резин различается в 200—700 раз при наибольшем различии в прочности и степени набухания (семи- и десятикратное) разность в скорости ползучести этих резин составляет 10" раз и более. [c.119]

В условиях одновременного воздействия агрессивной среды я многократных деформаций эксплуатируются такие изделия как мембраны, валы, уплотнительные прокладки, рукава. При этом поведение резин отличается от их поведения в ненапряженном и статически растянутом состоянии, так как при многократных деформациях может происходить разрушение плотной поверхностной пленки, образующейся на резине под действием некоторых сред и защищающей ее в статических условиях, а также ускорение воздействия среды на резину вследствие перемешивания. Для оценки стойкости резин в этих условиях используют три характеристики набухание Qд, динамическую ползучесть Ед и долговечность Тр. Корреляция между этими показателями наблюдается только тогда, когда разрыв образца и ускорение ползучести являются следствием его ослабления из-за набухания (в отсутствие растворения резины или вымывания из нее ингредиентов). Так бывает далеко не всегда. Образование [c.119]

При действии агрессивной среды (деструкция, набухание) на резину, находящуюся под постоянной растягивающей нагрузкой, время до ее разрушения определяется скоростью диффузии среды и нагрузкой и может быть рассчитано из формулы, связывающей время до разрыва резины и напряжения х=Ва , и закона суммирования повреждений Бейли в предположении, что напряжением в слое резины, в который проникла жидкость из-за уменьшения модуля упругости, практически можно пренебречь. Такой способ расчета можно использовать, например, для резины из бутилкаучука в азотной и уксусной кислоте. При локальном разрушении (образование трещин), как, например, при контакте резины из СКФ с азотной кислотой, разрыв происходит быстрее, чем следует по расчету, из-за наличия концентраторов напряжения. Ряд особенностей разрушения резин при растяжении связан с изменением их структуры, основным из которых является ориентационное упрочнение. Молекулярная ориентация при растяжении сопровождается разрушением слабых структур (размягчение) и приводит к появлению так называемой критической деформации екр, т. е. в результате увеличения деформации растяжение резины приводит к уменьшению ее долговечности только до определенной критической деформации, выше которой долговечность увеличивается (до определенной степени деформации). При действии жидких сред вследствие набухания резины, более равномерного распределения напряжений, ослабляющих роль ориентационного упрочнения в вершинах трещин, область критической деформации сдвигается в сторону больших деформаций по сравнению с действием той же газообразной среды (табл. 4.10). [c.124]

Известно, что вода является врагом №1 для дорожного покрытия. При переходе температуры через нулевую отметку происходит разрушение асфальтобетона из-за расклинивающего действия воды при кристаллизации. Поэтому увеличение водостойкости асфальтобетона благоприятно сказывается на долговечности дорожного покрытия. Способность набухания асфальтобетона обусловлена не только качеством битума, но и гифоскопичностью каменного материала. По экспериментальным данным видно, что именно обработка поверхности наполнителя полимером приводит к увеличению коэффициента водостойкости. [c.74]

Величины энтропийных упругих сил, действующих на высо-ковытяиутые сегменты цепей длиной 5 нм (табл. 5.2), более чем на порядок меньше значения, необходимого для разрыва основной связи цепи. Если длина цепи 125,5 нм, напряжение разрыва достигается при вытягивании цепи почти на полную длину (124,7 нм). Это соответствует коэффициенту вытяжки Я=18. Однако разрыв технически наиболее важных эластомеров происходит при значениях коэффициента вытяжки Я, меньших 8 [183—195]. Как показано на рис. 3.6 и отмечается в литературе, зависимость приведенных предельных значений напряжения оь от удлинения Яь представляет собой кривую ослабления. Если температура и (или) степень сшивки уменьшаются или если увеличивается скорость деформации, то удлинение материала при разрыве Яь смещается вдоль кривой ослабления (по направлению к большим значениям удлинения) [183—195]. В зависимости от степени наполнения или сшивки макроскопические напряжения разрыва аь составляют 1—30 МПа они уменьшаются с увеличением долговечности и степени набухания. [c.311]

Наполнение по-разному влияет на усталостные свойства резин из разных каучуков. Для СКС-30 усталостная прочность возрастает с наполнением, для СКБ она почти не меняется, а для НК даже падает . Усталостная прочность наполненных и ненаполненных резин из натурального каучука, а также нз синтетических каучуков с разной концентрацией полярных групи научалась Гулем и др. в связи с влиянием растворителей и пластификаторов. С увеличением степенн набухания сопротивление утомлению возрастает, проходит через максимум и затем уменьшается. Это объясняется взаимоналожением двух процессов. Уменьшение внутреннего трения и. энергии разрушения межмолекулярных связей при набухании вначале приводит к повышению долговечности, но затем сказывается обычный эффект понижения прочности резины с увеличением набухания. [c.221]

Влияние набуханпя на долговечность некоторых волокон (вискоза, капрон) п пластиков (полиметнлметакрилат) исследовано в работах Журкова с сотр. , (см. гл. IV, 4). Набухание этих материалов снижает долговечность и делает более резкой временную зависимость прочности. Энергия активации процесса разру шения, заключающегося в основном в разрыве химических связей, при введении пластификатора не изменяется. [c.246]

При введении пластификаторов в резину проявляется одновре-меипо две стороны их действия 1) уменьшение прочности и долговечности вследствие уменьшения межмолекулярных взаимодейст вий и 2) благоприятное влияние на прочностные свойства из-за более равномерного распределения напряжений, увеличения гибкости цепных молекул и облегчения их ориентации при растяжении. Взаимное наложение этих влияний приводит к тому, что, как показано Догадкиным, Федюкиным и Гулем , зависимость между прочностью и степенью набухания имеет сложный характер. Если при малых степенях набухания преобладает положи- [c.246]

Хорошее смачивание является непременным условием протекания химической реакции между полимером и средой чем хуже смачивание, тем более стоек полимер при той же реакционной способности. Сильное набухание в объеме даже в отсутствгте химического взаимодействия ведет к ослаблению и разрушен лю полимера. Однако, поскольку набухание новерхностного слоя приводит к резкому увеличению долговечности напряженной резины, в это.м случае при ухудшении смачиваемости долговечность уменьшается это наблюдается, например, при действии озона з воде ка резину, содержащую парафин. Поэтому в каждом конкретном случае должно оцениваться соотношение между положительным и отрицательным влиянием смачивания на долговечность резины в данной среде. [c.364]

Долговечность ненапряженных резин уменьшается тем значительнее, чем больше они набухают. При набухании резин в водных средах в напряженном состоянии (НК, ХП), оказалось, что, наоборот, долговечность их при набухании возрастает. Ю. С. Зуев о-бъясняет это явление облегчением накопления остаточной деформации при увеличении степени набухания, что приводит к уменьшению действующего напряжения (в режиме постоянной деформации), и, следовательно, к повышению долговечности [1, с. 171]. [c.157]

Из этой формулы видно, что для данного полимера (у г = = onst) увеличение при os 0 > О приводит к уменьшению 7тж-Следовательно, если считать, что уменьшение характеризует уменьшение поверхностной энергии твердого тела в присутствии жидкости, то, согласно Ребиндеру, должны уменьшаться критическое напряжение при разрушении и долговечность. Но это противоречит экспериментальным данным. Такое же несоответствие наблюдал Стюарт и другие исследователи [57, 58] при оценке растрескивания полиэтилентерефталатных пленок в спиртах и других органических средах. Авторы объяснили это несоответствие превалирующим влиянием набухания. [c.140]

Следует различать строительно-технические свойства , а) цементного теста б) цементных растворов и бетонных смесей в) изделий на их основе. Свойства цементов влияют как на свойства растворов и бетонных смесей, так и на свойства изделий. К ним относятся минералогический состав, тонкость и гранулометрия, равномерность изменения объема. Свойства, характеризующие строительные растворы и бетонные смеси, включают живучесть (сроки схватывания), реологические свойства (удобоуклад-ывае-мость), нормальную густоту, водопотребность. Свойства изделий характеризуются прочностными свойствами, усадкой и набухани-нием, водонепроницаемостью, долговечностью, трещиностойкостью, ползучестью. [c.376]

Аналогичное снижение долговечности с уве.личением равновесного набухания в ряду жидкостей силиконовое масло—V этанол—>-ацетон гептан наблюдалось для полипропилена Влияние скорости набухания на разрушение при малых напряжениях, а также характер связи с поверхностным натяжением заставляют предположить, что и в области малых напряжений существенную роль в разрушении играют явления диффузии Учитывая хрупкий или псев-дохрупкий характер - разрушения жестких полимеров с образованием субмикротрещин, которые развиваются в результате действия напряжения и диффузии среды, а также возможные механизмы продвижения жидкости (путем капиллярного течения, растекания, поверхностной и объемной диффузии), Манин показал, что долговечность является функцией вязкости жидкости и поверхностной энергии жидкости и полимера [c.76]

Из факторов, относяш,ихся к самим полимерам, на растрескивание влияют следуюш,ие Наличие полимергомологов, что приводит к разной локальной степени набухания или растворения в полимере, а это, в свою очередь, обусловливает концентрацию напряжений и образование треш ин. В кристаллических полимерах действие растворителя локализуется прежде всего по границам сфероли-тов, а иногда и внутри сферолитов между лучами. Это связано с тем, что при кристаллизации в сферолитах упорядочиваются структурные единицы одинакового строения, например в линейных полимерах — линейные молекулы. В этом случае молекулы, содержаш,ие разветвления и посторонние группы, возникающие в результате окисления и других процессов, автоматически выталкиваются из кристаллов и образуют аморфную или менее упорядоченную фазу между сферолитами. Таким образом происходит концентрирование дефектного материала, по которому начинается процесс разрушения. Неодинаковая скорость воздействия на кристаллические полимеры физически или химически агрессивных сред наглядно проявляется при травлении полимеров аналогично металлам. Опыты по травлению показывают, например, что при действии на полиэтилен концентрированной HNO3 с большей скоростью и в первую очередь растворяется дефектный менее кристалличный материал. В связи с этим сопротивляемость растрескиванию увеличивается при сужении кривой распределения за счет низкомолекулярной части и при увеличении молекулярного веса полимера. Аналогичные данные имеются и для поликарбоната Склонность к растрескиванию уменьшается с уменьшением внешних и внутренних напряжений, а также с увеличением степени кристалличности, т. е. с ростом плотности. Последнее наблюдалось на полиамидах в кислотах а также на полиэтилене в растворе ПАВ Однако одновременное увеличение набухания с ростом степени кристалличности, например в системе фторопласт — керосин приводит к уменьшению долговечности. Сопротивляемость растрескиванию снижается с ростом [c.77]

На разрушение эластомеров в жидких агрессивных средах помимо химической активности среды суш,ественно влияет ее адсорбционная активность и способность вызывать набухание. Кинетика набухания при неполном смачивании, что обычно имеет место в водных растворах, зависит от смачиваюш ей способности, а также связана с подвижностью активных элементов среды. Влияние химической активности видно на примере резины из каучука СКС-30-1 долговечность которой уменьшается с увеличением константы диссоциации кислот (с близкими молекулярными весами, чтобы исключить влияние диффузии). [c.82]

Более сложным случаем является изменение подвижности при набухании полимера. При этом проявляется одновременно две стороны действия агрессивной среды 1) уменьшение прочности и долговечности, облегчение растрескивания вследствие уменьшения меж-молеку.тярпых взаимодействий и 2) благоприятное влияние на прочностные свойства вследствие более равномерного распределения напряжений, увеличения гибкости цепных молекул и облегчения их ориентации при растяжении, а также, в сл ае кристаллических полимеров, из-за того, что при небольшом содержании пластР1фика-тора (0,3—О,.5% для СКИ 3—4% для НК ) степень кристалличности полимера увеличивается. [c.90]

По коэффициентам диффузии можно в некоторых случаях определить долговечность полимеров в отсутствие коррозионного разрушения, а при его наличии количественно оценить роль концентраторов напряжения (трещин) и показать независимость процесса от скорости диффузии агрессивной среды . Разрушение материала, начинающееся с поверхности, очевидно, связано с потерей его поверхностным слоем несущей способности, т. е., если в этом слое образуются трещины, он не несет напряжения, которое распространяется на уменьшенное сечение нерастрескавшейся части образца (см. гл. IX). Если трепщн не образуется, а происходит деструкция или набухание, то также можно принять (в последнем слзгчае с некоторым приближением), что измененный слой не несет напряжения. В этих условиях процесс разрушения при постоянном начальном напряжении и воздействии агрессивной среды формально можно рассматривать как разрушение в отсутствие агрессивной среды (т. е. в воздухе), происходящее при непрерывно увеличивающемся среднем номинальном напряжении. В приближенном решении принимают, что разрушение имеет критический характер, т. е. начинается только при достижении критического напряжения. Для учета временной зависимости прочности используется критерий Бейли, заключающийся в том, что разрыв материала наступает, когда сумма относительных разрушений в нем становится равной 1. [c.110]

Из приведенных данных видно, что стойкость к соляной кислоте резины из карбоксилатного каучука СКС-30-1, вулканизованной М 0, после радиационной довулканизации повысилась в 20 раз по показателю долговечности, в то время как изменения показателей прочности и набухания невелики. Резина из СКС-50-1, прочность которой не изменяется после, набухания, при одновременном действии кислоты и напряжения по сравнению с резинами из СКМС-50 оказывается нестойкой. Несоответствие показателей имеется для резин из СКФ и бутадиен-нитрильных каучуков. Отсутствие корреляции наблюдалось также для резин из полихлоропрена, исходная прочность которых после воздействия азотной кислоты падала примерно на 50%, долговечность же резины при одновременном действии напряжения и кислоты превышала долговечность в воде и воздухе за счет набухания поверхностного слоя и, следовательно, увеличения равномерности распределения напряжений. Таким образом, [c.229]